생물학적 적응 : 특성, 유형, 예 - 생물학

생물학적 적응 이 특성이없는 그 동료에 관하여, 생존 및 생식을 위해 용량을 증가 유기체에서 본 특성이다. 적응으로 이어지는 유일한 과정은 자연 선택입니다.

살아있는 유기체의 여러 계통을 살펴보면 일련의 복잡한 적응으로 가득 차 있다는 것을 알게 될 것입니다. 나비의 모방에서 비행을 허용하는 날개의 복잡한 구조에 이르기까지.

출처 : Wikimedia Commons를 통해 Punnett, Reginald Crundall 작성

특정 유기체에서 관찰되는 모든 특성이나 특성이 즉시 적응으로 분류 될 수있는 것은 아닙니다. 일부는 화학적 또는 물리적 결과 일 수 있으며, 유전 적 드리프트 또는 유전 적 히치 하이킹이라는 사건에 의해 생성 된 특성 일 수 있습니다.

유기체의 특성은 과학적 방법을 적용하여 실제 적응 여부와 잠정적 기능을 확인함으로써 연구 할 수 있습니다.

이를 위해서는 개인을 조작하거나 간단한 관찰을 통해 잠재적 인 사용에 대한 가설을 제안하고 적절한 실험 설계로 테스트해야합니다.

적응은 종종 완벽하고 심지어 "설계"된 것처럼 보이지만 그렇지 않습니다. 진화는 끝도 목표도없고 완전한 유기체를 추구하지 않기 때문에 적응은 의식적인 과정의 결과가 아닙니다.

형질

섬에 따라 다른 종의 핀치가 진화했습니다.

적응은 개인의 체력을 증가시키는 특성입니다. 진화 생물학에서 적합성 또는 생물학적 적합성이라는 용어는 유기체가 자손을 떠나는 능력을 나타냅니다. 특정 개인이 파트너보다 더 많은 자손을 남기면 그는 더 나은 체력을 가지고 있다고합니다.

가장 적합한 사람은 가장 강하지도, 빠르지도, 최고도 아닙니다. 살아남고 짝을 찾고 번식하는 사람입니다.

일부 저자는 종종 적응의 정의에 다른 요소를 추가합니다. 혈통의 역사를 고려하면 적응을 특정 선택적 에이전트에 대한 반응으로 진화 한 파생 된 특성으로 정의 할 수 있습니다. 이 정의는 특정 변형에 대한 적합성에 대한 캐릭터의 효과를 비교합니다.

적응 유형

유전 적 변화가 어떻게 표현되는지에 기초한 세 가지 기본 유형의 적응은 구조적, 생리적, 행동 적 조정입니다. 이러한 각 유형 내에서 서로 다른 프로세스가 수행됩니다. 대부분의 유기체에는 세 가지가 모두 조합되어 있습니다.

형태 학적 및 구조적

이러한 적응은 모방 및 비밀 채색을 포함하여 해부학적일 수 있습니다.

반면에, 모방이란 어떤 유기체가 다른 유기체를 쫓아 내기 위해 더 공격적이고 위험한 특성을 모방하기 위해 개발할 수있는 외부 유사성을 의미합니다.

예를 들어, 산호 뱀은 유독합니다. 특징적인 밝은 색상으로 알아볼 수 있습니다. 반면에, 여왕 산뱀은 무해하지만 그 색깔은 산호초처럼 보입니다.

유기체의 외양은 그것이 발달하는 환경에 따라 구조적 적응을 통해 모델링됩니다. 예를 들어 사막 여우는 열복사를위한 큰 귀를 가지고 있고 북극 여우는 체온을 유지하기 위해 작은 귀를 가지고 있습니다.

모피의 색소 덕분에 하얀 북극곰은 빙원에서 위장하고 정글의 얼룩진 그늘에서 재규어를 발견했습니다.

식물도 이러한 변화를 겪습니다. 나무에는 산불로부터 보호하기 위해 코르크 껍질이있을 수 있습니다.

구조적 변형은 무릎 관절에서 큰 비행 근육의 존재와 육식 조류의 날카로운 시야에 이르기까지 다양한 수준의 유기체에 영향을 미칩니다.

생리적 및 기능적

이러한 유형의 적응에는 장기 또는 조직의 변경이 포함됩니다. 환경에서 발생하는 문제를 해결하기 위해 유기체 기능의 변화입니다.

신체 화학 및 신진 대사에 따라 생리적 적응은 일반적으로 눈에 띄지 않습니다.

이러한 유형의 적응에 대한 명확한 예는 최대 절전 모드입니다. 이것은 많은 온혈 동물이 겨울에 겪는 졸리거나 무기력 한 상태입니다. 동면기에 일어나는 생리적 변화는 종에 따라 매우 다릅니다.

생리적 및 기능적 적응은 예를 들어 낙타와 같은 사막 동물을위한 더 효율적인 신장, 모기 침에서 혈액 응고를 방지하는 화합물 또는 식물 잎에 독소가 존재하여 그들을 격퇴하는 것입니다. 초식 동물.

혈액, 소변 및 기타 체액의 함량을 측정하고 대사 경로를 추적하는 실험실 연구 또는 유기체 조직의 현미경 연구가 생리적 적응을 확인하는 데 종종 필요합니다.

결과를 비교할 공통 조상이나 밀접하게 관련된 종이없는 경우 발견하기 어려운 경우가 있습니다.

윤리적 또는 행동 적

이러한 적응은 번식 또는 식량 보장, 포식자로부터 자신을 방어하거나 환경 조건이 적합하지 않을 때 서식지 변경과 같은 다양한 원인으로 인해 살아있는 유기체가 행동하는 방식에 영향을 미칩니다.

행동 적응 중 우리는 자연 번식 지역에서 다른 서식지로 동물을주기적이고 대규모로 동원하는 이주를 찾습니다.

이 변위는 번식기 전후에 발생합니다. 이 과정에 대한 흥미로운 점은 나비, 물고기 및 나비에서 발생하는 것처럼 해부학 적 및 생리적 일 수있는 다른 변화가 그 안에서 발생한다는 것입니다.

변경 될 수있는 또 다른 행동은 구애 또는 구애입니다. 그 변형은 엄청나게 복잡 할 수 있습니다. 동물의 목적은 짝을 구하고 짝짓기로 지시하는 것입니다.

짝짓기 기간 동안 대부분의 종은 의식으로 간주되는 행동이 다릅니다. 여기에는 전시, 소리 내기 또는 선물 제공이 포함됩니다.

따라서 우리는 추위를 피하기 위해 곰이 동면하고, 겨울이면 새와 고래가 더 따뜻한 기후로 이동하고, 더운 여름 날씨에는 밤에 사막 동물이 활동하는 것을 관찰 할 수 있습니다. 이러한 예는 동물의 생존을 돕는 행동입니다.

종종 행동 적응은 현장과 실험실에서 신중한 연구를 통해이를 밝혀냅니다. 그들은 일반적으로 생리적 메커니즘을 포함합니다.

이러한 유형의 적응은 인간에서도 볼 수 있습니다. 이들은 행동 적응의 하위 집합으로 문화적 적응을 사용합니다. 예를 들어, 주어진 환경에 사는 사람들이 주어진 기후에 대처하는 데 필요한 음식을 수정하는 방법을 배우는 곳입니다.

모든 기능이 조정됩니까?

어떤 생명체를 관찰 할 때 우리는 설명이 필요한 특성들로 가득 차 있음을 알게 될 것입니다. 새를 생각해보십시오 : 깃털의 색, 노래, 다리와 부리의 모양, 복잡한 구애 춤, 우리 모두가 적응 특성을 고려할 수 있습니까?

아닙니다. 자연계가 적응으로 가득 차 있다는 것은 사실이지만, 우리가 관찰하는 특성이 그들 중 하나라고 즉시 추론해서는 안됩니다. 특성은 주로 다음과 같은 이유로 나타날 수 있습니다.

화학적 또는 물리적 결과 일 수 있습니다.

많은 특성은 단순히 화학적 또는 물리적 사건의 결과입니다. 혈액의 색은 포유류에서 붉고 아무도 붉은 색 자체가 적응이라고 생각하지 않습니다.

혈액은 그 구성으로 인해 붉습니다. 적혈구는 헤모글로빈이라는 산소를 운반하는 단백질을 저장하여 액체의 특징적인 착색을 유발합니다.

유전자 드리프트의 결과 일 수 있음

드리프트는 대립 유전자 빈도의 변화를 생성하고 확률 적 방식으로 특정 대립 유전자를 고정 또는 제거하는 무작위 과정입니다. 이러한 특성은 어떠한 이점도 부여하지 않으며 개인의 체력을 증가시키지 않습니다.

같은 종의 백곰과 흑곰의 개체군이 있다고 가정합니다. 어느 시점에서 연구 집단은 환경 재앙으로 인해 유기체 수가 감소하고 대부분의 백인 개인은 우연히 죽습니다.

시간이 지남에 따라 검은 털을 암호화하는 대립 유전자가 고정되고 전체 인구가 흑인 개체로 구성 될 가능성이 높습니다.

그러나 그것은 그것을 소유 한 개인에게 어떤 이점도주지 않기 때문에 적응이 아닙니다. 유전자 드리프트의 과정은 적응의 형성으로 이어지지 않으며, 이것은 자연 선택의 메커니즘을 통해서만 발생합니다.

다른 특성과 관련이있을 수 있습니다.

우리의 유전자는 나란히 있으며 재조합이라는 과정에서 다양한 방식으로 결합 할 수 있습니다. 어떤 경우에는 유전자가 함께 연결되고 유전됩니다.

이 상황을 예시하기 위해 우리는 가상의 경우를 사용할 것입니다. 파란 눈을 코딩하는 유전자는 금발 머리에 대한 유전자와 연결되어 있습니다. 논리적으로는 단순화이며 구조의 채색과 관련된 다른 요소가있을 수 있지만이를 교훈적인 예로 사용합니다.

가상의 유기체의 금발이 위장, 방사선 보호, 추위 등에 대한 이점을 제공한다고 가정합니다. 금발 머리를 가진 개인은이 특성이없는 동료보다 더 많은 자녀를 가질 것입니다.

금발 머리 외에 자손은 유전자가 연결되어 있기 때문에 파란 눈을 가질 것입니다. 세대를 통해 우리는 파란 눈이 적응 적 이점을 제공하지 않더라도 빈도가 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 이 현상은 문헌에서 "유전 적 히치 하이킹"으로 알려져 있습니다.

계통 발생 역사의 결과 일 수 있음

일부 문자는 계통 발생 역사의 결과 일 수 있습니다. 포유류의 두개골 봉합사는 출산 과정에 기여하고 촉진하며, 이에 대한 적응으로 해석 될 수 있습니다. 그러나 특성은 다른 혈통에서 대표적이며 조상 특성입니다.

사전 적응 및 확장

수년에 걸쳐 진화 생물 학자들은 "사전 적응"및 "확장"과 같은 새로운 개념을 포함하여 유기체의 특성에 관한 용어를 풍부하게했습니다.

Futuyma (2005)에 따르면 사전 적응은 "우연히 새로운 기능을 수행하는 특성"입니다.

예를 들어, 일부 새의 강한 부리는 특정 유형의 음식을 섭취하기 위해 선택되었을 수 있습니다. 그러나 적절한 경우에이 구조는 양을 공격하기위한 적응 역할을 할 수도 있습니다. 이 갑작스런 기능 변화는 사전 적응입니다.

1982 년 Gould와 Vrba는 새로운 용도로 채택 된 사전 적응을 설명하기 위해 "확장"개념을 도입했습니다.

예를 들어, 헤엄 치는 새의 깃털은 수영이라는 선택적 압력 하에서 자연 선택에 의해 형성되지 않았지만 우연히도 그렇게하였습니다.

이 과정의 비유로 우리는 코를 가지고 있습니다. 비록 그것이 호흡 과정에 약간의 이점을 추가했기 때문에 확실히 선택되었지만 이제 우리는 안경을 잡는 데 사용합니다.

가장 유명한 exaptation의 예는 팬더의 엄지입니다. 이 종은 특별히 대나무를 먹고 조작하기 위해 다른 구조의 성장에서 파생 된 "6 번째 엄지 손가락"을 사용합니다.

적응의 예

척추 동물의 비행

새, 박쥐 및 현재 멸종 된 익룡은 이동 수단 인 비행을 수렴하여 획득했습니다. 이 동물의 형태와 생리학의 다양한 측면은 비행 능력을 증가 시키거나 선호하는 적응으로 보입니다.

뼈에는 가볍지 만 저항력이있는 구조를 만드는 구멍이 있습니다. 이 형태는 공압식 뼈로 알려져 있습니다. 오늘날의 비행 혈통 (새와 박쥐)에서 소화 시스템은 또한 특정 특성을 가지고 있습니다.

내장은 비슷한 크기의 날지 못하는 동물에 비해 훨씬 짧아서 아마도 비행 중 체중을 줄입니다. 따라서 영양 흡수 표면의 감소는 세포 흡수 경로의 증가를 선택했습니다.

조류의 적응은 분자 수준으로 내려갑니다. 비행에 대한 적응으로 게놈의 크기가 감소되어 큰 게놈, 따라서 큰 세포를 갖는 것과 관련된 대사 비용이 감소하는 것이 제안되었습니다.

박쥐의 반향 위치

출처 : By Shung, from Wikimedia Commons

박쥐에는 움직이는 동안 공간적으로 방향을 잡을 수있는 특별한 적응이 있습니다.

이 시스템은 물체에서 튕겨 나가는 소리 (인간은 그것을인지 할 수 없음)의 방출로 구성되며 박쥐는 물체를인지하고 번역 할 수 있습니다. 마찬가지로, 특정 종의 귀 형태는 파도를 효과적으로 수신 할 수있는 적응으로 간주됩니다.

기린의 긴 목

출처 : Wikimedia Commons의 John Storr 작성

기린이 작은 머리를 지탱하는 길쭉한 목과 몸무게를 지탱하는 긴 다리를 가지고 있다는 사실을 의심하는 사람은 아무도 없습니다. 이 디자인은 연못에서 물을 마시는 것과 같이 동물의 생활에서 다양한 활동을 어렵게 만듭니다.

이 아프리카 종의 긴 목에 대한 설명은 수십 년 동안 진화 생물 학자들이 가장 좋아하는 예였습니다. Charles Darwin이 자연 선택 이론을 구상하기 전에 프랑스의 자연 주의자 Jean-Baptiste Lamarck는 이미 잘못되었지만 변화와 생물학적 진화에 대한 개념을 사용했습니다.

Lamarck의 경우 기린의 목이 길어졌습니다.이 동물들은 아카시아 꽃 봉오리에 도달 할 수 있도록 끊임없이 늘 였기 때문입니다. 이 작업은 상속 가능한 변경으로 변환됩니다.

현대 진화 생물학에 비추어 볼 때 캐릭터의 사용과 사용은 자손에게 영향을 미치지 않는 것으로 간주됩니다. 긴 목의 적응은 그 특성에 대한 돌연변이를 가진 개인이 목이 짧은 동료보다 더 많은 자손을 남겼 기 때문에 발생했을 것입니다.

직관적으로 우리는 긴 목이 기린이 음식을 얻는 데 도움이된다고 가정 할 수 있습니다. 그러나이 동물들은 보통 낮은 덤불에서 먹이를 먹습니다.

그렇다면 기린 목은 무엇입니까?

1996 년에 연구원 Simmons와 Scheepers는이 그룹의 사회적 관계를 연구하고 기린이 목을 잡는 방법에 대한 해석을 반증했습니다.

이 생물 학자들에게 목은 수컷이 암컷에게 접근하기 위해 전투에서 사용하는 "무기"로 진화했으며 높은 지역에서는 먹이를 얻지 못했습니다. 다양한 사실이이 가설을 뒷받침합니다. 남성의 목은 여성의 목보다 훨씬 길고 무겁습니다.

우리는 적응이 명백한 의미를 가지고 있더라도 해석에 의문을 제기하고 과학적 방법을 사용하여 가능한 모든 가설을 테스트해야한다고 결론을 내릴 수 있습니다.

진화와의 차이점

개념, 진화 및 적응은 모두 모순되지 않습니다. 진화는 자연 선택의 메커니즘을 통해 발생할 수 있으며 이는 적응을 생성합니다. 적응을 만드는 유일한 메커니즘은 자연 선택이라는 것을 강조 할 필요가 있습니다.

유전자 드리프트 (이전 섹션에서 언급)라고하는 또 다른 과정이 있는데, 이는 인구의 진화로 이어질 수 있지만 적응을 생성하지는 않습니다.

적응에 대한 혼란

적응은 사용, 진화 및 결과적으로 적응의 개념을 위해 정확히 설계된 기능으로 보이지만 목표 또는 의식적인 목적이 없습니다. 진보와 동의어도 아닙니다.

침식 과정이 아름다운 산을 만들기위한 것이 아닌 것처럼, 진화는 환경에 완벽하게 적응하는 유기체를 만들기위한 것이 아닙니다.

유기체는 진화하려고 노력하지 않으므로 자연 선택은 개인에게 필요한 것을 제공하지 않습니다. 예를 들어, 환경 변화로 인해 심한 서리를 견뎌야하는 일련의 토끼를 상상해 봅시다. 풍부한 모피에 대한 동물의 필요로 인해 모피가 인구에 나타나고 퍼지지는 않습니다.

대조적으로, 토끼의 유전 물질의 일부 무작위 돌연변이는 더 많은 털을 생성하여 보인자가 더 많은 자녀를 갖도록 할 수 있습니다. 이 아이들은 아마도 아버지의 털을 물려 받았을 것입니다. 따라서 풍부한 모피는 토끼 개체군에서 빈도를 증가시킬 수 있으며 토끼는이를 알지 못했습니다.

또한 선택은 완벽한 구조를 생성하지 않습니다. 그들은 다음 세대에게 물려 줄 수있을만큼 충분히 "좋은"사람이어야합니다.

참고 문헌

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Futuyma, DJ (2005). 진화. Sinauer.
Gould, SJ 및 Vrba, ES (1982). Exaptation- 형식 과학에서 누락 된 용어. 고생물학, 8 (1), 4-15.
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생물학적 적응 : 특성, 유형, 예 - 생물학 - 2025

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